我国建筑幕墙行业经过近二十多年的的发展，已成为世界上产量最多的国家，通过技术引进、吸收、创新，有些技术已经接近甚至达到国际先进水平。但遗憾的是，不仅既有的近400亿平方米建筑中的99%为高耗能建筑，新建建筑中95%以上仍属于高耗能建筑。我国到2002年只在城市中累计建成节能建筑2.3亿平方米(包括节能率30%及50%的建筑)，仅占全国城市建筑面积的2.1%。2004年我国建成使用幕墙的建筑一亿平方米(使用幕墙约4000万平方米，其中玻璃幕墙约1400万平方米，玻璃幕墙中约有7%达到《公共建筑节能设计标准》规定的要求;石材幕墙、金属幕墙约有25%达到《公共建筑节能设计标准》规定的要求)，由此可见，建筑的节能迫在眉睫。
一、传统玻璃幕墙的弊端
随着玻璃幕墙大量的应用和时间的推移，许多在“玻璃大厦”里办公和居住的人们发现，尽管玻璃使建筑物看上去轻盈亮丽、简洁明快，但是玻璃幕墙的许多缺点也日益凸现。
(一)耗能问题
自上世纪70年代能源危机后，世界各国越来越重视节能工作。同样，能源问题目前也正困扰着中国的经济建设和发展，建设节约型社会已经成为全社会关注的焦点。据统计，目前北京、上海等大城市的建筑能耗已占全市总能耗的1/4，居于能耗的首位，其中公共建筑能耗又占建筑总能耗的大部分，玻璃幕墙夏季的吸热和冬季的散热，在给建筑物带来美观亮丽的同时也大量的消耗着能源。
(二)光污染
光污染危害来源的主要对象仍是城市高层建筑的玻璃幕墙，一幢幢矗立在马路两侧的玻璃幕墙，就像一面面巨大的镜子，其产生的光反射，极易诱发意外交通事故。而如果人们长期受到玻璃幕墙的“白光污染”，人会深感精神压抑，心情烦躁，除视力因长时间遭反射光刺激而下降外，还会诱发某些疾病。在国内和国外，随着玻璃幕墙在各大城市建设中大行其道，各地近年来接到市民对光污染的投诉也直线上升。
(三)安全隐患
据有关专家介绍，目前市面上很多用于黏结玻璃幕墙结构胶水会随着时间推移老化，甚至失效。一般而言，厂家对硅胶、结构胶承诺的保质期为10年。即便按照现行技术规范，玻璃幕墙的设计年限也不超过25年。玻璃幕墙如果年久失修，会产生许多安全隐患，成为“空中定时炸弹”。
随着2005年7月1日《公共建筑节能设计标准》的实施，玻璃幕墙的耗能、安全隐患等问题使其处于一种尴尬的境界，玻璃幕墙将被叫停甚至遭封杀的消息不绝于耳。
二、新型玻璃幕墙的诞生与发展
那么玻璃幕墙的美观与节能是不是“鱼和熊掌不可兼得”呢?事实上，随着科学技术进步，一些隔热性能好、反光系数低的玻璃都相继问世，采用由这些玻璃组成的中空玻璃则比较好地解决了保温隔热的问题，使解决玻璃幕墙耗能的问题成为可能。
中空玻璃的隔热性能好，是因为其内部的空气层处于一个封闭的空间，气体不产生对流，且空气的导热系数仅是玻璃的1/27。在北方，中空玻璃一般是尽量减少对太阳短波辐射的阻挡，使得更多的太阳辐射进入室内。而在南方，中空玻璃首先是吸收或反射太阳短波辐射，再利用中空玻璃的空气层有效隔绝温差传热和长波辐射，从而使大量的太阳辐射不能进入室内。所以，中空玻璃和有保温隔热功能的单片玻璃配合组成的中空玻璃等，都是有较好节能效果的。
随着第四代节能新型玻璃幕墙的面世，幕墙的隔热性能、生态环保功能和节省能源消耗等方面都有很大的突破。这个时代的幕墙特点是采用了高新技术，提高了幕墙的使用功能和舒适度，向绿色环保化、智能生态化方向发展。
(一)光电幕墙
光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一体的太阳能光电玻璃幕墙，它充分体现了建筑的智能化与人性化特点。进入90年代后，随着常规发电成本的上升和人们对环境保护的日益重视，一些国家纷纷实施、推广太阳能屋顶计划，并提出了“建筑物产生能源”的新概念，由此推动了光电技术的大规模开发与应用。美国、日本、德国、意大利、印度等许多国家都已建有太阳能屋顶或外墙的建筑。
光电模板简称为PV，是多个太阳能光电池经加固处理，镶嵌在特殊的透明度极高的低铁玻璃中，彼此之间经过其背面的导线相连，从而构成了一个整体的光电模板。这是一种完善的技术，它的优点是可在气候恶劣的情况下照常工作，具备抵御外界环境侵扰的能力，或在臭氧，或在酸雨，或在零下50摄氏度至90摄氏度的环境中，光电模板仍可使用几十年，而且是极为美观的造型材料。
光电幕墙体现了智能化特点，太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体，也无噪音污染，并可用来发电，由此可见，光电幕墙是一种净能源，与环境有很好的相容性。同时太阳能光电技术集成到幕墙中不仅不占有建筑面积，而且太阳能光电板晶莹优美的外观，具有特殊的装饰效果，更赋予建筑物鲜明的现代科技色彩。
(二)生态幕墙
生态幕墙是随着建筑生态化的发展而发展的，根据使用功能或使用要求，能够改变生态和色彩的建筑幕墙称之为生态幕墙，生态幕墙是生态建筑的一种，是生态外围护结构的建筑。它是以“可持续发展”为战略，以使用的高新技术为先导，以生物气候缓冲层为重点，节约资源，减少污染，是健康舒适的生态建筑外围护结构。
生态建筑与生态幕墙在三维空间中，引入了时间概念，在功能及美学上具有独特的意义，可以称其为“四维建筑”，即静与动，封闭与开放，收敛与张开，空间与时间，使建筑和幕墙更具有鲜明的音乐韵律。改变了传统建筑和幕墙终身不变的形态和色彩，拓宽了建筑和幕墙的新视野和新技术，对现代建筑和幕墙的实践和理论是一种补充和拓展，有着独立的价值和意义。
由此可见，玻璃幕墙的发展是随着科学的进步，综合技术的开发利用，特别是新技术、新工艺、新材料的发展而精华的，所以光电幕墙和生态幕墙都是科学技术的综合体现。
三、玻璃幕墙的节能原理分析
外窗(含透明幕墙、采光顶)的保温隔热性能主要取决于所采用的玻璃的保温隔热性能，中空玻璃的间隔层层数、距离、间隔层内的气体，间隔条如暖边技术，LOW-E中空玻璃膜层的辐射率都对玻璃的保温性能有影响，可根据标准对不同类型的外窗(含透明幕墙、采光顶)部分的传热系数限值来确定玻璃。
不同材料的窗框对外窗(含透明幕墙、采光顶)的传热系数影响较大，不容忽视，塑料窗框、木窗框等因材料本身的传热系数较小，对外窗的传热系数影响不大，铝合金窗框，钢窗框等材料本身的导热系数很大，形成的热桥对外窗的传热系数影响较大，必须采用断桥处理。铝合金断桥处理做法有很多种，材料也不同，如聚酰胺(PA)断热条，聚胺脂(PU)等，对保温性能要求高的外窗(含透明幕墙、采光顶)应选择断桥效果好的铝型材。
窗框面积占外窗的比例根据窗框材料和窗型系列的不同大约为20~40%，不同的窗框面积对窗的传热系数影响也不同。
透明幕墙的构造做法对传热系数也有不同的影响，明框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙的影响要大于点支式幕墙和隐框幕墙。
外窗(含透明幕墙，采光顶)的遮阳系数可根据不同的玻璃本身的遮阳系数及外遮阳来选择，以达到限值的要求。
不同颜色系列的着色玻璃，热反射玻璃及LOW-E中空玻璃膜层的位置都有不同的遮阳系数和光学性能。
现阶段提高透明幕墙节能保温性能的主要措施是采用镀膜玻璃、LOW-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃及隔热断桥铝型材来降低结构传热系数，消除结构体系“热桥”，降低空气渗透热损失，减少开启窗扇面积，提高密封性等。
隔热断桥铝型材的隔热原理是基于产生一个连续的隔热区域，运用隔热条将铝合金型材分隔成2个部分。隔热条“冷桥”选用材料为聚酰胺尼龙66，其导热系数为0.3W/(m.K)，远小于铝合金的导热系数，而力学性能指标与铝合金相当。
